專利名稱：雙模式吸附高效抗菌、抗病毒材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用雙模式吸附原理的高效抗菌、抗病毒材料，屬于公共衛(wèi)生及日常生活領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
細(xì)菌、病毒是引起傳染病的主要原因。隨著全球化、經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展以及科學(xué)技 術(shù)的迅猛發(fā)展，人類的生存環(huán)境和人類的行為都在發(fā)生著深刻的改變，對(duì)傳染病的發(fā)生和 流行產(chǎn)生了巨大影響，主要表現(xiàn)為，“新傳染病不斷出現(xiàn)，舊傳染病死灰復(fù)燃”。一方面，一些 已經(jīng)控制得很好的傳染病如結(jié)核病死灰復(fù)燃，重新對(duì)人類構(gòu)成危脅。另一方面，新的病原體 和傳染病不斷出現(xiàn)，并且有些已經(jīng)對(duì)人類造成了巨大的傷害，如2003年暴發(fā)的急性重癥呼 吸綜合征(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS)和 2009 年 3 至 4 月墨西哥爆發(fā)， 其后迅速傳播到全世界甲型Hmi疫情。細(xì)菌是一類形狀細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多以二分裂方式進(jìn)行繁殖的原核生物，主要由細(xì) 胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體等部分構(gòu)成，有的細(xì)菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結(jié)構(gòu)。絕大 多數(shù)細(xì)菌的直徑大小在0. 5-5μπι之間。細(xì)菌最外層都有細(xì)胞壁，革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁厚約 20 80nm，有15-50層肽聚糖片層，每層厚lnm，含20-40%的磷壁酸，有的還具有少量蛋白 質(zhì)。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁厚約lOnm，僅2-3層肽聚糖，其他成分較為復(fù)雜，由外向內(nèi)依次為 脂多糖、細(xì)菌外膜和脂蛋白。病毒的基本化學(xué)組成是核酸和蛋白質(zhì)，有些還含有脂類和糖類，是一種由蛋白外 殼包裹遺傳物質(zhì)的簡(jiǎn)單生命形態(tài)，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，許多病毒的蛋白質(zhì)外殼上都含有血凝素、 神經(jīng)氨酸酶等糖蛋白刺突，例如麻疹病毒表面就有麻疹病毒血凝素，流腮病毒表面包膜蛋 白含有血凝素、血溶素、生精氨酸酶小突起，各種流感病毒表面包膜上都有不同類型的血凝 素和神經(jīng)氨酸酶。病毒個(gè)體微小，大型病毒(如牛痘苗病毒)約200 300nm ；中型病毒 (如流感病毒)約IOOnm ；小型病毒(如脊髓灰質(zhì)炎病毒)僅20 30nm。從以上可以看出，幾乎所有細(xì)菌和病毒表面都含有蛋白質(zhì)或多肽，蛋白質(zhì)是一種 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物大分子，結(jié)構(gòu)上有不同的親水區(qū)及疏水區(qū)，而且很多都帶有負(fù)電性的化學(xué) 基團(tuán)，如磷壁酸、唾液酸等。因此，依靠疏水作用和電荷作用雙重作用，可以很好的吸附細(xì)菌 或病毒，對(duì)預(yù)防傳染病具有良好的用途。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前抗菌、抗病毒材料多難從根本上解決傳染性細(xì)菌、病毒的吸入和擴(kuò)散問 題，提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于制備一種能針對(duì)傳染性細(xì)菌、病毒、高效吸附的紡織材料，能高 效特異性結(jié)合、抑制引起傳染性疾病的細(xì)菌、病毒。該材料可加工成抗菌、抗病毒口罩、過濾 器、擦拭物、醫(yī)用用品等，阻止傳染性細(xì)菌、病毒的傳播和擴(kuò)散。該特異性紡織材料是在普通 纖維類、蛋白類織物或者帶有活性基團(tuán)的人工高分子織物上通過化學(xué)方法鍵合了高密度的帶有至少兩種功能的配體。本發(fā)明的具體步驟如下1)對(duì)以天然材料為基礎(chǔ)的紡織物和具有活性基團(tuán)的人工合成高分子織物進(jìn)行預(yù) 處理，如用水、醇等清洗，再用活化劑處理；2)選擇合適的反應(yīng)條件、通過化學(xué)反應(yīng)接入已經(jīng)篩選好的有特異吸附功能的配 體；3)清洗并干燥，得能特異性結(jié)合的紡織物。4)將鍵合上特異吸附性能配體的紡織物，按照所要加工產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，加工成 民用或醫(yī)用產(chǎn)品。其中，步驟1)中天然材料是表面帶有羥基等活性基團(tuán)的棉、麻、絲等，人工合成高 分子材料指表面帶有環(huán)氧基、烯鍵、鹵素、陰陽離子基團(tuán)等活性功能基團(tuán)的高分子材料。步驟1)中的活化劑是指帶有兩個(gè)以上活性基團(tuán)的化合物，如環(huán)氧氯丙烷、二溴丙 醇、雙縮水甘油醚等步驟2)中的合適條件是指在不破壞紡織物結(jié)構(gòu)的堿性條件下，使配體同紡織物 結(jié)構(gòu)上的羥基或活化基團(tuán)反應(yīng)，親和配基能以共價(jià)鍵結(jié)合到紡織物上。步驟2)中的織物上所接配體有疏水性基團(tuán)、有親水性的陽離子基團(tuán)，或者是結(jié)構(gòu) 上同時(shí)具有疏水性基團(tuán)和陽離子基團(tuán)的化合物或者親和配體。疏水性配體可以是鏈長(zhǎng)不同 的烷基或其異構(gòu)體，也可以是苯基或其衍生物，其可以與細(xì)菌、病毒表面膜上蛋白的疏水區(qū) 域結(jié)合；正電荷的陽離子配體，可以是氨基或胍基，也可以是具有不同空間臂結(jié)構(gòu)的伯胺、 仲胺、叔胺、季胺基，其能與細(xì)菌、病毒膜表面膜上蛋白帶負(fù)電荷區(qū)域結(jié)合。步驟幻中清洗指洗掉溶劑和未反應(yīng)到織物上的化合物。步驟4)中民用產(chǎn)品可以是口罩、手套、擦拭物等，醫(yī)用產(chǎn)品可以是過濾器、醫(yī)用工 作服、床單等步驟4)中加工成的口罩、過濾器、擦拭物和醫(yī)用用品，可以單獨(dú)用該材料加工成 多層，也可以和其它普通材料配合使用。該發(fā)明與現(xiàn)有報(bào)道技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)(1)紡織物表面鍵合的高密度帶有雙模式吸附功能的特異性配體能針對(duì)性地作用 于細(xì)菌、病毒表面蛋白，高效準(zhǔn)確。(2)配體通過化學(xué)反應(yīng)結(jié)合到紡織物上，密度大，使做成的口罩或過濾器等內(nèi)外表 層深層都布滿了配體基團(tuán)，吸附量大，而不像其它技術(shù)那樣只是表面涂抹。(3)配體與紡織物共價(jià)鍵結(jié)合，普通條件下很難脫落，避免了涂抹等工藝的脫落問題。(4)現(xiàn)有報(bào)道材料多以阻擋灰塵、細(xì)菌、病毒為主，并不能實(shí)際抗菌、抗病毒，該專 利材料具有能結(jié)合傳染性細(xì)菌和病毒的化學(xué)分子觸手、固定細(xì)菌和病毒使其不能傳播，并 能抑制或使其活性喪失，起到阻擋+捕獲+抑制滅活三位一體的作用。綜上所述，針對(duì)傳染性疾病不斷給人類構(gòu)成重大生命威脅的嚴(yán)酷現(xiàn)狀，目前除了 藥物治療沒有一種從根本上解決問題的防護(hù)材料。但本課題針對(duì)傳染性細(xì)菌、病毒的分子 結(jié)構(gòu)特性，采用化學(xué)方法在紡織物上有針對(duì)性地鍵合了至少兩種不同吸附原理的配體或同 時(shí)具有至少兩種以上不同吸附原理的配體，使其能從根本上做到捕獲、抑制、滅活的效果，靶向明確、效率高、攔截率高，既能保證健康人避免吸入流感病毒，又避免了流感病人將病 毒傳播到空氣中，可以做成民用防護(hù)產(chǎn)品如口罩、手套、擦拭物等，也可以做成醫(yī)用產(chǎn)品如 過濾器、醫(yī)院用工作服、床單等，該方法國(guó)內(nèi)未見有相同報(bào)道。
權(quán)利要求
1.一種高效抗菌、抗病毒材料的特征是采用化學(xué)方法在天然織物或人工合成紡織物上 鍵合了能特異性結(jié)合細(xì)菌、病毒的至少兩種不同吸附性能的分子配體，用該材料可以制備 成民用和醫(yī)用抗菌、抗病毒物品，其具體步驟如下a)對(duì)以天然材料為基礎(chǔ)的紡織物和具有活性基團(tuán)的人工合成高分子織物進(jìn)行預(yù)處理， 如用水、醇等清洗，再用活化劑處理；b)選擇合適的反應(yīng)條件、通過化學(xué)反應(yīng)接入已經(jīng)篩選好的有特異吸附功能的配體；c)清洗并干燥，得能特異性結(jié)合的紡織物。d)將鍵合上特異吸附性能配體的紡織物，按照所要加工產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，加工成民用 或醫(yī)用產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于天然材料是表面帶 有羥基等活性基團(tuán)的棉、麻、絲等，人工合成高分子材料指表面帶有環(huán)氧基、烯鍵、商素、陰 陽離子基團(tuán)等活性功能基團(tuán)的高分子材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于紡織物表面活化選 用的活化劑為帶有兩個(gè)以上活性基團(tuán)的化合物，如環(huán)氧氯丙烷、二溴丙醇、雙縮水甘油醚等
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于織物上所接配體有 疏水性基團(tuán)、有親水性的陽離子基團(tuán)，或者是結(jié)構(gòu)上同時(shí)具有疏水性基團(tuán)和陽離子基團(tuán)的 化合物或者親和配體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于疏水性配體可以是 鏈長(zhǎng)不同的烷基或其異構(gòu)體，也可以是苯基或其衍生物，其可以與細(xì)菌、病毒表面膜上蛋白 的疏水區(qū)域結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于帶有正電荷的陽離 子配體，可以是氨基或胍基，也可以是具有不同空間臂結(jié)構(gòu)的伯胺、仲胺、叔胺、季胺基，其 能與細(xì)菌、病毒膜表面膜上蛋白帶負(fù)電荷區(qū)域結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于加工成的民用產(chǎn)品 可以是口罩、手套、擦拭物等，醫(yī)用產(chǎn)品可以是過濾器、醫(yī)用工作服、床單等
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效抗菌、抗病毒材料，其特征在于該材料可單獨(dú)加工 成多層用，也可以和其它普通材料配合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用雙模式吸附原理的高效抗菌、抗病毒材料，其特征是在紡織物的表面通過化學(xué)方法鍵合了帶有至少兩種模式吸附性能的化學(xué)基團(tuán)，一種是疏水性配體，可以是各種烷基或其異構(gòu)體或衍生物，其特征是可以與細(xì)菌、病毒表面膜上蛋白的疏水區(qū)域結(jié)合；一種是帶有正電荷的陽離子配體，可以是氨基或胍基或各種結(jié)構(gòu)的伯胺、仲胺、叔胺、季胺基，其特征是能與細(xì)菌、病毒膜表面膜上蛋白帶負(fù)電荷區(qū)域結(jié)合；也可以是同時(shí)具有以上兩種功能某種配基。紡織物包括各種天然棉、麻、絲，也包括帶有環(huán)氧基、烯鍵等活性功能基團(tuán)的人工合成材料；該帶有雙功能配基的材料可有效截留和捕獲細(xì)菌和病毒，專一、高效，適用于口罩、過濾器、擦拭物等。
文檔編號(hào)D06M13/144GK102061614SQ200910218929
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者常建華, 楊博, 趙彥鼎, 郭立安 申請(qǐng)人:西安交大保賽生物技術(shù)股份有限公司